瞬变电磁法基本原理

瞬变电磁法基本原理静恩杰，李志聃（中国矿业大学地质系徐州２２１００８）瞬变电磁法是一种利用电磁感应原理预测地下矿产的地球物理方法。瞬变电磁法最早由加拿大地球物理学家Ｗａｉｔ于１９５１年提出，并于１９５３年获取专利权。１９６０年，原苏联研制出第一台共圈...     

瞬变电磁法二维逆时偏移

本文简要介绍了电磁偏移的基本原理和低频滤波的偏移处理方法 ,并详细论述了最佳极值时刻T的求取方法。电磁偏移以斯特莱顿 -朱型积分为理论基础 ,借助于无限均匀介质中的格林函数 ,描述了似稳电磁场在下半空间的传播过程。利用电磁偏移方法处理TEM资料 ,能够较准确地确定局部导电地质体的空间位置 ,处理速度快 ,解释结果形象     

瞬变电磁法二维逆时偏移

本文简要介绍了电磁偏移的基本原理和低频滤波的偏移处理方法,并详细论述了最佳极值时刻T的求取方法。电磁偏移以斯特莱顿-朱型积分为理论基础,借助于无限均匀介质中的格林函数,描述了似稳电磁场在下半空间的传播过程。利用电磁偏移方法处理TEM资料,能够较准确地确定局部导电地质体的空间位置,处理速度快,解释结果形象。     

瞬变电磁法的现状与发展趋势

瞬变电磁法在矿产资源等勘查领域已广泛应用,成为寻找铜多金属硫化物矿床的重要方法。这里综述了国内外瞬变电磁仪器的性能和主要技术指标,简要分析了部分仪器存在的缺陷,总体上国外TEM仪器的性能优于国内产品。国外解释软件的可视化和集成度相对较高,在实际资料反演和成像的解释方面,国内外基本处于同一水平。近期一维反演和二维电阻率成像仍是TEM资料解释的主要手段,复杂地电条件的三维反演技术在短期内达到实用化较难。     

瞬变电磁法数据提取纯异常方法技术

在瞬变电磁法数据处理中,借鉴小波分析的"自适应性"和"数学显微镜性质"的特点,提出了特殊的TEM数据二维小波变换处理方法和流程,并编制了可视化处理软件,其核心是利用计算出的异常Lipschiz指数α的正负变化区分正常场和异常场,从而有效地从TEM数据中提取纯异常.选取某铜镍矿上实测的TEM资料进行了处理,获得了令人满意的效果.     

航空瞬变电磁数据背景场去除研究

与地面瞬变电磁法相比,航空瞬变电磁法受不同的噪声类型影响较大,如天电噪声、运动噪声等,并且背景场对数据的影响也是不可忽略的。由于背景场中含有一次场信息,使得背景场幅值远大于含有地质信息的二次场信号。为较清晰地获得地下电性结构,需找到可以高效去除背景场的方法。本文提出利用线性插值方法来对背景场问题进行研究。首先,获得前、后高空飞行的测线数据,经过叠加、平均计算得到叠加周期内相同采样时间道的响应值,然后,利用插值原理针对每个采样时间道建立一个插值函数,最后,根据飞行时间来计算工区每条测线上采集数据的背景场值,从而达到去除背景场的目的。实测数据背景场去除的算例表明,该方法可较好地去除背景场对二次场异常的掩盖,去除后可较清晰地判断异常出现的位置。时间域航空电磁数据预处理包含较多处理模块,该方法的提出为高效的数据处理奠定了基础。     

我国瞬变电磁法应用综述

总结了瞬变电磁法勘探在各个行业的应用情况,为瞬变电磁法开辟新的应用领域提供参考。     

用瞬变电磁法识别地下电性分界面

提高瞬变电磁法资料的解释精度一直是该方法推广应用的关键。文中提出了基于反射系数的瞬变电磁地下介质电性分界面的识别方法,并给出了数学模型。由所测磁场数据在频率域内数字滤波技术计算波阻抗,再通过域的变换在时间域内建立含有反射系数的线性方程组,并解出各时间道所对应的反射系数,最终以此值为参数绘制剖面图。两个模型和一个实测数据的数值模拟计算结果表明,本文提出的方法正确、有效,并大大提高了瞬变电磁对地下电性层的分辨能力     

瞬变电磁法在靶场寻找弹体的实验

军工靶场在进行常规打靶训练或测试时,经常会有大量的金属弹体因脱靶偏离既定轨道,从而留存在靶场周围的土壤中,不易寻找,由此会引发成本与安全等问题.针对这一问题,利用瞬变电磁法来探测靶场中遗失的金属弹体.通过实例说明了瞬变电磁法在军工靶场中寻找遗失弹体的有效性.     

半航空瞬变电磁一维聚焦反演研究

半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种采用地面发射—空中接收的新兴地球物理勘探方法,具有灵活、高效的特点。目前应用于SATEM的反演方法往往基于最大平滑准则,使反演结果较平滑,无法较好地识别具体的层界面信息。本文将聚焦反演理论引入到半航空瞬变电磁一维反演中,通过选择合适的聚焦因子和正则化因子来确定聚焦反演稳定器,然后对包含聚焦反演稳定器反演目标函数进行求解,使得反演结果更能清晰识别层状地层突变的界面。设置多个层状地电模型验证聚焦反演的可靠性,同时与Occam反演结果进行对比,突出了聚焦反演识别界面的优势。对某地区地下水探测的实际数据进行聚焦反演计算,与水文地质资料、测井信息进行综合分析,查明了该区域地下含水层的位置及其空间展布情况,同时验证了半航空瞬变电磁对地下水探测的可行性。     

航空瞬变电磁数据一维Occam反演

分析了奥克姆(Occam)反演法的原理和计算方法,并将其应用于时间域航空电磁一维反演中,给出了一种简便的正则化参数搜索方法,对迭代过程进行了改进,大大提高了反演速度,5次迭代约20s。在反演初始模型中,电阻率数据由原始感应电动势数据通过自动迭代法转换而来,深度数据由初始电阻率计算得出。经算例表明,收敛过程中满足拟合差最小的拉格朗日乘子μ值随迭代次数增加而递减;反演过程非常稳定,一般5次迭代至10次迭代就能达到收敛,对低阻层的反演深度和电阻率值都接近真实值,但对高阻层的反演深度和电阻率值误差较大。     

Simulink在瞬变电磁场暂态过程分析中的应用

为了研究瞬变电磁场分布变化规律,在理论上推导了不同阻尼状态下的瞬变电磁暂态响应方程,并采用Simulink对瞬变电磁场暂态过程进行模拟仿真,设计开发了激励电流、发射回线、地质异常体、接收回线等效电路模块和互感关系模块;系统研究了电感、分布电容和电阻对发射和接收回线等效电路的影响。结果表明：发射回线的阻尼状态决定了瞬变电磁场激励波形特点,接收回线的阻尼状态则直接影响瞬变电磁场的衰减特征和观测质量。电路仿真结果对于抑制非地质因素的影响和指导瞬变电磁观测系统设计具有重要意义。     

矿井瞬变电磁法超前探测研究

本文通过实例介绍了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及井下施工技术。实际应用表明,该方法对解决巷道掘进迎头方向的水害隐患及确保巷道安全是一种快捷、有效的勘查手段,可以为煤矿地质保障系统提供重要的技术依据。     

回线源瞬变电磁法一维反演算法

由于传统的阻尼最小二乘法只适合于模型较少的简单模型,因此当介质的层数较多时,反演就会受到多解性的影响,有时甚至出现不收敛的情况,并且反演十分耗时。为此,使用正则化思想引入模型约束进行反演,且正则化因子通过计算每次迭代的数据目标函数和模型目标函数自适应得到,使反演能够稳定地进行;引入拟牛顿法来更新雅可比矩阵,大大缩短反演所需要的时间,通过典型的3层与多层理论模型的反演试算,证明了拟牛顿法自适应正则化反演算法对初始模型的要求不高,拟合效果好,收敛速度快,适应性强,体现了良好的稳定性和可靠性。     

瞬变电磁法在不稳定斜坡勘察中的应用

不稳定斜坡是一种常见的地质灾害,近年来,我国的不稳定斜坡地质灾害日渐频繁,对人民的生命财产造成了很大威胁。采用瞬变电磁法对某不稳定斜坡进行探测,结合钻孔资料推断了覆盖层厚度、岩石风化和完整程度,查明地面裂缝的分布特征,取得了较好的勘探效果,不仅效率高、成本低,而且结果直观、地质效果明显,为后期治理提供了可靠的地球物理依据。     

大定源瞬变电磁法勘探中的野外试验研究

正大定源瞬变电磁法具有工作效率高、信号稳定、探测深度大及信息丰富等特点,其广泛应用与矿产勘查和工程勘察领域。本文以新疆托云盆地油页岩勘查为例,采用加拿大凤凰地球物理有限公司生产的V8多功能电法采集系统,通过完整的野外参数试验,获得了较为准确的深度和地下电性特征,取得了良好应用效果。     

井下瞬变电磁法中全期视电阻率的牛顿求解法

全期视电阻率的求解是瞬变电磁法进行地质反演的关键环节。针对井下瞬变电磁法中全期视电阻率的隐函数特点,引进非线性函数求根的牛顿法,给出了井下全期视电阻率的牛顿求解法及其算法步骤。同时还与二分法做了比较,说明牛顿法与二分法一样,可以满足求解全期视电阻率的任意精度要求,并且牛顿法比二分法具有更快的收敛速度。